Caja negra (transporte)

Se denomina caja negra o registrador de vuelo al dispositivo que, principalmente en aeronaves, trenes, barcos y naves espaciales, registra la actividad de los instrumentos y las conversaciones de los tripulantes. Su función es almacenar datos que, en caso de un accidente, permitan analizar lo ocurrido en los momentos previos y establecer sus causas. Los aviones comerciales de gran tamaño llevan dos cajas negras, técnicamente conocidas por sus siglas en inglés como CVR (grabadora de voces de cabina) y FDR (grabadora de datos de vuelo). 

Los buques tienen sistemas similares (derivados de estos mismos) que se denominan Registradores de Datos de la Travesía (VDR)

Los primeros registradores de vuelo se empezaron a usar a finales de los años 1950 y se les llamó cajas negras, denominación que perduró incluso después de que se pintasen de color naranja para facilitar su localización tras un accidente. El origen de la denominación de caja negra no está claro: algunos de los prototipos de la RAF estaban pintados de negro, otros prototipos eran cámaras oscuras con placas fotográficas, y desde un punto de vista de sistemas, se comportan como cajas negras (se pone foco en sus entradas y salidas).

La caja negra revolucionó la industria aeronáutica  

Se denomina caja negra o registrador de vuelo al dispositivo que, principalmente en las aeronaves y coches motores o locomotoras de trenes, registra la actividad de los instrumentos y las conversaciones en la cabina. Su función es almacenar datos que, en caso de un accidente, permitan analizar lo ocurrido en los momentos previos. Según las normas de aviación internacionales, estos aparatos hoy son obligatorios en todos los vuelos comerciales ya que graban los datos del viaje y son clave en las investigaciones sobre accidentes de avión. Gracias a ellos, nueve de cada diez accidentes, se pueden explicar. Por eso se ha puesto tanto empeño a la caja de vuelo MH370 de Malaysia Airlines perdido en marzo del 2014 en vuelo de Kuala Lampur, capital de Malasia, a Pekín, capital de China.

Como ocurre con tantos otros inventos sofisticados, no tiene un único inventor, pero el primer prototipo de caja negra, data del año de 1939 y fue diseñado por el ingeniero francés Francois Hussenot. Se trataba de una rudimentaria caja hecha con filme fotográfico calibrada con espejos. Los sensores a bordo lanzaban flashes en el filme fotográfico y así se registraba el historial del vuelo. Consciente de lo importante de su invento, se dice que Hussenot escondió la caja del ejército nazi invasor de su patria, enterrándola cerca de una playa del Océano Atlántico en junio de 1940. Y como también ocurre con tantos avances tecnológicos, la guerra perfeccionó la tecnología, que se extendió a los vuelos comerciales en todo el mundo. Después de la Segunda Guerra Mundial, algunos dispositivos usaban fotografía y otros imprimían los datos en bobinas de aluminio.

Los primeros registradores de vuelo se empezaron a usar a finales de los años 1950 y se les llamó cajas negras, denominación que perduró incluso después de que se pintasen de color naranja, esto para facilitar su localización tras un accidente. La denominación de cajas negras proviene, al igual que en otras situaciones (como día negro) de que en el momento que las cajas negras se hacen necesarias, es porque ha sucedido un accidente aéreo.

Grabadoras de audio  

La caja negra propiamente dicha es obra del australiano David Warren. En 1953 le pidieron a este químico e ingeniero de aviación que ayudara a descubrir la causa de una serie de accidentes aéreos. Los expertos intentaban entender por qué varios aviones Comet, se habían estrellado sin ninguna explicación, lo que ponía en duda el futuro de los vuelos comerciales. Me quedé pensando para mis adentros ... Si pudiéramos recuperar esos últimos segundos dijo en una entrevista en 1985 citada por The New York Times, se ahorrarían muchas discusiones e incertidumbre. Un año más tarde, Warren propuso instalar un dispositivo de grabación en la cabina del piloto y para 1958 había producido el prototipo de la Unidad de Memoria del Vuelo. Esa primera versión era ligeramente más grande que la mano de un adulto, pero capaz de grabar unas cuatro horas de conversación de cabina y de lecturas de mandos. La versión de Warren grababa el sonido en una bobina de acero magnetizado. Para sorpresa de Warren, el dispositivo fue rechazado por las autoridades de aviación, que le encontraron "poca utilidad directa e inmediata para las aeronaves civiles", mientras que los pilotos dijeron que era como un "Big Brother" (Gran Hermano) que espiaría su trabajo.

Cuando Warren llevó el invento al Reino Unido, fue recibido con entusiasmo y luego de un reportaje de la BBC sobre el aparato, los fabricantes comenzaron a interesarse con el proyecto. Mientras tanto en Estados Unidos, ya había investigaciones sobre el aparato y en 1960, ya se daban los primeros pasos para hacer que los dispositivos fueran obligatorios. A mediados de la década de 1960, los registradores de vuelo -de datos y de voz- eran obligatorios para los aviones comerciales. Actualmente, las computadoras de vuelo, han reemplazado a la cinta magnética, los dispositivos pueden grabar más datos y son mucho más propensos a sobrevivir a un impacto. Debe tener una etiqueta con las letras de al menos 2.5 cm de alto que digan: "REGISTRADOR DE VUELO NO ABRIR" en inglés y francés.

Registradoras actuales  

Los registradores actuales emplean microcircuitos de memoria flash, capaces de almacenar datos durante varios años sin alimentación de energía. En la actualidad graban digitalmente las dos últimas horas o los últimos treinta minutos (según el modelo) de todas las conversaciones realizadas en la cabina, tanto las realizadas por los pilotos como las de ambiente, que se captan por medio de un micrófono normalmente instalado en el panel superior (overhead) y que registra todos los sonidos que se producen en cabina (conversaciones, avisos sonoros del avión, etc). Esos registradores contienen también tarjetas de circuito que procesan y comprimen los datos, aunque sólo los microcircuitos de memoria están encerrados en el bloque antichoque de la caja. Ese bloque se cubre con un blindaje grueso de acero para que resista los aplastamientos por impacto. Bajo el acero hay una capa de aislante térmico diseñado para proteger los microcircuitos de memoria de los incendios que suelen ocurrir tras un accidente del reactor.

Todas las aeronaves comerciales de gran tamaño llevan dos cajas: la grabadora de voces de cabina o CVR (Cabin Voice Recorder - CDR) que recoge las conversaciones de la tripulación de vuelo y los sonidos procedentes de la cabina, y el registrador de datos de vuelo (Flight Data Recorder - FDR), que anota la altitud del aparato, su velocidad con respecto al aire, su rumbo y otras lecturas instrumentales. Dada la importancia de esa información, los registradores se diseñan para resistir aceleraciones considerables, además de ubicarse en sitios que suelen ser menos castigados por un impacto como la cola del avión. 

Recientemente se amplió la lista de lecturas instrumentales a almacenar y también se ha propuesto que cada grabadora de voces de cabina esté equipada con una fuente de alimentación de reserva para que pueda seguir funcionando aunque se averíen los circuitos eléctricos de la aeronave.

Las cajas negras más modernas disponen de entradas para almacenar vídeo, dando la posibilidad de grabar las acciones sucedidas en la cabina de vuelo en los momentos previos al accidente.

Prueba de certificación  

Las pruebas de certificación que se realizan para comprobar que estén preparadas, son las siguientes:
 Prueba de impacto: una pistola de gas lanza el registrador contra un blanco de aluminio, produciendo una fuerza máxima de 3500 kilos.

 Prueba de resistencia a la penetración: se deja caer sobre el aparato, desde tres metros de altura, una masa de 225 kilos provista de una punta de acero templado. 

 Prueba de aplastamiento estático: un actuador aplica una compresión de 2300 kilopondios. 

 Prueba de inmersión a gran profundidad: el registrador debe resistir 24 horas en una cámara llena de agua marina a presión. 

 Prueba de ignifugación: se le somete a llamas de 1.100 °C.

Deficiencias y propuestas de innovación 

Una de las mayores deficiencias de las cajas negras es la posibilidad de pérdida -especialmente en accidentes sucedidos en el mar- o destrucción total. Para subsanar esas deficiencias se han propuesto innovaciones como la elaboración de cajas negras flotantes, auto-expulsables en caso de accidente, dotarlas de un localizador GPS, o con capacidad para transmitir los datos vía satélite a medida que se registran. La tecnología de cajas negras auto-expulsables fue utilizada inicialmente en la aviación militar y desde 2015 en algunos aviones comerciales.

La posibilidad de utilizar sistemas de transmisión de datos vía satélite en tiempo real ha sido observada debido al peligro de que personas o empresas ajenas a las autoridades a cargo de la investigación de los accidentes, pudieran acceder a la información para manipularla o utilizarla abusivamente.

Navegación marítima  

Actualmente es obligatoria la instalación de un Registrador de Datos de la Travesía (RDT o VDR por sus siglas en inglés) en todos los buques de nueva construcción, con la excepción de buques que no sean de pasaje cuyo arqueo bruto sea inferior a 3000 toneladas. Existen versiones simplificadas (S-VDR) para buques más pequeños. 

La filosofía es similar al caso de las aeronaves: se graban los sonidos captados en el puente de mando y los alerones (especie de "balcón" que posee el puente, a babor y estribor), audio del sistema VHF y por otro lado se graban datos de los mandos tales como ángulo de timón, velocidad de máquinas, estado de puertas estancas, junto a datos del GPS, de la ecosonda, del radar, u otros. Todo queda registrado en una cápsula hermética que sobreescribe los datos periódicamente dejando siempre legibles las últimos 12 horas (48 horas según MSC.333(90)) anteriores al corte de energía, los que deben conservarse por un mínimo de 30 días posteriores. Las cápsulas pueden quedar fijas al casco o liberarse mediante zafas hidrostáticas como las radiobalizas de emergencia y las balsas salvavidas.

Véase también

Referencias

Enlaces externos  

 Practicopedia.com (Cómo funciona una caja negra).
 Funcionamiento de una caja negra
 Base de datos de grabadora de voz en la cabina 
  Registrador de datos de accidentes (ADR, UDS)
 Registrador de datos de eventos (EDR)

Componentes de aeronaves
Instrumentos de un barco
Dispositivos de seguridad